[發明專利]井下垂直聚磁探頭

有效

• 申請號: 200710018497.X
• 申請日: 2007-08-16
• 公開（公告）號: CN101105125A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發明（設計）人: 張國輝;詹保平;李彥民
• 申請（專利權）人: 西安威盛電子儀器有限公司
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00
• 代理公司: 西安文盛專利代理有限公司
• 代理人: 佘文英

技術領域

本發明涉及磁測厚儀領域，具體涉及一種井下電磁渦流測厚儀的探頭。

背景技術

目前，油田公認最好的電磁渦流測厚儀的探頭是由英國SONDEX公司生產的磁測厚儀(MAGNETIC?THICKNEES?TOOLS?MTT001)所用的探頭。圖5就是Sondex公司生產的MTT-001磁測厚儀的探頭。它是由一只發射線圈5和十二只接收線圈12組成，十二只接收線圈呈30度夾角分布在一個平面上，由于測量方法要求，該平面必須放在發射線圈的遠場區，所以接收線圈能接收到的有用信號很小，只有微伏級。在各種干擾信號(伏級)的作用下，有時會造成較大測量誤差。另外兩只接收線圈之間(30度夾角之間)沒有接收線圈探測套管是否損壞而造成儀器的漏測，這樣也會給測量解釋造成誤差。

發明內容

為了克服現有的電磁渦流測厚儀探頭造成的測量誤差，本發明提供一種高效井下垂直聚磁探頭，它能準確地識別井下套管壁任合位置的破損狀態(壁厚)，有效的提高磁測厚儀的測量精度。

實現本發明目的的技術方案是一種井下垂直聚磁探頭，在推靠器上設有極板總成和兩個主發射線圈，兩個主發射線圈采用差動繞制，在兩個主發射線圈內側設有一對附助聚磁線圈，在兩個主發射線圈外設有屏蔽層，屏蔽層由最里面的銅薄層，中間的鋁薄層，最外面的坡莫合金層組成；極板總成由八只極板組成，每只極板上裝有八只接收線圈，共有64只接收線圈，并且接收線圈按陣列式交插排列；八只極板在張開時，每兩只接收線圈之間的夾角為5.625度；在極板內設有信號放大器，信號放大器由放大器組件、電路印刷版和高導磁托板組成，信號放大器與探測接收線圈封裝在同一極板中。

井下垂直聚磁探頭是磁測厚儀領域的一種新方案，它所應用的方法既不像遠場渦流法為了克服磁場直接耦合的影響而加增大發射線圈與接收線圈之間的距離，也不像電渦流漏磁法要求接收探頭一定要與套管壁緊密接觸。它是利用發射線圈和接收線圈的特殊結構，改變線圈的數目和排列，研制出接近理想狀態的電磁測厚探頭，從圖2中可以看出，兩只主發射線圈發出的磁場穿過套管壁，再集中在接收極板附近并垂直穿過接收線圈返回到主發射線圈。這樣，我們就可以利用接收線圈檢測到的信號幅度和相位的變化，精確地反映出套管壁厚度的變化。

本發明可以有效的提高測量精度，在實測中驗證：測量精度可提高80％以上。另外由于接收線圈數量的增加(共有八只極板每只極板上有八個接收線圈)，應用中再不會產生任合漏測，使套管壁上任合部位的破損都能被探測出并能清晰地反映在圖像上。

附圖說明

圖1是井下理想狀態的電磁測厚儀的探頭原理圖。

圖2是井下垂直聚磁探頭的結構示意圖。

圖3是井下垂直聚磁探頭的機械結構示意圖。

圖4是井下垂直聚磁探頭的極板(包括信號放大器)結構示意圖。

圖5是英國Sondex公司生產的MTT-001磁測厚儀的探頭結構示意圖。

圖6是井下垂直聚磁探頭的極板接收線圈陣列式交插排列示意圖。

圖7是井下垂直聚磁探頭的極板接收線圈和信號放大器電路連接示意圖。

圖8是一個實際測量套管壁的示意圖。

具體實施方式

在敘述技術方案以前，先說明一下設計的指導思想：理論上最理想的井下電磁渦流測厚儀的探頭應如圖1所示：發射探頭在套管壁外，接收線圈在套管壁內，發射探頭發射的磁場垂直穿過管壁，這樣接收線圈接收到的信號幅度會與套管壁的厚度成正比，實際上發射探頭是無法放到套管壁外面，本發明采用以下技術方案，使設計的井下垂直聚磁探頭接近理想探頭狀態。

如圖2所示，井下垂直聚磁探頭主要由四部分組成：主線圈屏蔽層1、附助聚磁線圈2、極板總成3、主發射線圈5。兩主發射線圈5采用差動方法繞制，使其發射的磁場在極板總成3附近因互相排斥而產生聚焦作用；再加上附助聚磁線圈2產生的磁阻磁場的作用，迫使主發射線圈產生的磁力線6垂直穿過套管壁4，極板接收線圈12接收到的有用信號是由垂直穿過套管壁4的磁力線6所產生的，它的幅度和相位的變化能精確地反映出套管壁厚度的變化。

如圖3所示，極板總成3由八只極板7組成，每只極板上有八只接收線圈12，推靠器8推開后，64只接收線圈可探測到套管圓周上任合一點的厚度變化。